JP4189291B2 - Throw-away insert for grooving - Google Patents
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Description
本発明は、金属部品の溝入れ加工等の切削加工に用いられるスローアウェイチップに関する。 The present invention relates to a throw-away tip used for cutting such as grooving of metal parts.
従来、金属部品の溝入れ加工等の切削加工に用いられるスローアウェイチップとして、特許文献1で開示されたようなすくい面上に複数の突起を設けたスローアウェイチップが知られている(図5参照。)。本スローアウェイチップにおいては、主切刃近傍のすくい面上に左右一対の突起が設けられており、該突起の作用によって平板状であった切屑の断面が概略W形状のように絞り込まれるように変形し、分断されることにより、良好な切屑排出性を示し、切屑は原則として主切刃からスローアウェイチップの後方向へ排出される構成となっている。しかしながら、スローアウェイチップの変形やホルダへの取付精度のばらつき等により、スローアウェイチップの主切刃が左右のいずれかに傾斜した状態でホルダに取り付けられた場合に、切屑が主切刃の左右のいずれかに偏って排出されてしまうという不具合が生じ、その排出方向は切削条件の変化によっても異なってくるなど、切屑の排出方向が一定せず不安定であることが多く、その結果として、切屑が被削材の表面に当り、製品が傷つくという問題があった。 Conventionally, as a throw-away tip used for cutting such as grooving of metal parts, a throw-away tip provided with a plurality of protrusions on a rake face as disclosed in Patent Document 1 is known (FIG. 5). reference.). In this throw-away tip, a pair of left and right projections are provided on the rake face in the vicinity of the main cutting edge, and the cross-section of the flat chip is narrowed down to a generally W shape by the action of the projections. By being deformed and divided, a good chip discharge property is exhibited, and the chip is discharged from the main cutting blade in the backward direction of the throw-away tip in principle. However, when the throwaway insert is attached to the holder with the main cutting edge tilted to the left or right due to deformation of the throwaway insert or variations in the mounting accuracy to the holder, chips are left and right of the main cutting edge. As a result, there is a problem that the discharge direction is biased to any of the above, and the discharge direction varies depending on changes in cutting conditions, such as the chip discharge direction is not constant and unstable. There was a problem that the chips hit the surface of the work material and the product was damaged.
このような問題を解決するために、特許文献2では、すくい面上の複数の突起を主切れ刃の左右いずれかの側に偏在させて、溝入れ加工において発生する切屑を特定の方向にコントロールして排出することができるスローアウェイチップが提案されている(図6参照。)。
しかしながら、特許文献2で提案されたような主切刃の左右いずれかの側にのみ突起を偏在させたスローアウェイチップでは、溝入れ加工においては切屑の排出方向を一定方向のみに集中させることができるという効果を発揮できるものの、溝入れ加工に連続して横送りするトラバース加工においては横送り時の切刃となる二つの横切刃のうち、片方の横切刃側にしか突起が存在しないので、もう一方の突起のない横切刃側を使用してトラバース加工すると切屑が湾曲、切断されずに伸びてしまい、その結果として、切屑が被削材やホルダにからみつき、製品を傷つけたり、スローアウェイチップを損傷させるという問題があった。
However, in the throw-away tip in which the protrusions are unevenly distributed only on the left or right side of the main cutting edge as proposed in
また、主切刃の左右両側に、立ち上がり位置を互いにずらして突起を配置させたスローアウェイチップ(図7参照。)においても、主切刃から突起の立上がり位置が遠い方の横切刃を使用してのトラバース加工においては、切り込み量が小さいと切屑処理に突起が寄与しないために切屑が湾曲、切断されずに伸びてしまい、その結果として、切屑が被削材やホルダにからみつき、製品を傷つけたり、スローアウェイチップを損傷させるという前述したスローアウェイチップと同様の問題があった。 In addition, the throw-away tip (see Fig. 7) in which the protrusions are arranged at different positions on the left and right sides of the main cutting edge uses a horizontal cutting edge whose protrusion is far from the main cutting edge. In traverse processing, if the depth of cut is small, the protrusions do not contribute to the chip treatment, so the chips are bent and stretched without being cut.As a result, the chips are entangled with the work material and the holder, and the product is There was a problem similar to the above-mentioned throw-away tip, such as hurting or damaging the throw-away tip.
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、トラバース加工を含む溝入れの切削加工において、切屑の排出方向がコントロールできかつ切屑処理が安定したスローアウェイチップを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and in a grooving process including a traverse process, a throw-away chip capable of controlling a chip discharge direction and having a stable chip process. The purpose is to provide.
前記課題を解決するため、本発明のスローアウェイチップは、切刃突出部の先端正面側にある前逃げ面と上面側にあるすくい面との交差稜に主切刃を、前記切刃突出部の両側面側にある横逃げ面と前記すくい面との交差稜に横切刃を形成してなるスローアウェイチップであって、すくい面上の主切刃近傍でかつ横切刃近傍となる位置に少なくとも二つの互いに大きさの異なる突起が設けられているとともに、前記突起の主切刃側の立上り位置が主切刃から等距離にあることを特徴としている。かかる構成によれば、溝入れ加工において、主切刃にて生成される切屑が二つの大きさの異なる突起に当たり湾曲されるが、大突起からより強く力をうけるため、切屑が大突起側から小突起側へとスムーズに排出されるので切屑排出方向が一定に定まるとともに、溝入れ加工後のトラバース加工においても、大小いずれかの突起が横切れ刃近傍に且つ主切刃側の立上り位置が主切刃から等距離となるように設けられていることにより、トラバース方向にかかわりなく突起が切屑処理に寄与するので切屑が確実に湾曲、切断されて、切屑が被削材やホルダに絡みつくことがない。その結果、溝入れ加工およびトラバース加工において、切屑処理の不具合による製品の損傷やスローアウェイチップの損傷がない安定した加工を行うことができる。 In order to solve the above-mentioned problem, the throw-away tip of the present invention has a main cutting edge at the intersection ridge of the front relief surface on the front side of the tip of the cutting edge protrusion and the rake face on the upper surface, and the cutting edge protrusion. A throw-away tip formed by forming a horizontal cutting edge at the crossing edge of the side flank face and the rake face on both sides of the rake face, the position near the main cutting edge and the side cutting edge on the rake face Are provided with at least two protrusions of different sizes, and the rising position of the protrusion on the main cutting edge side is equidistant from the main cutting edge. According to such a configuration, in the grooving process, the chips generated by the main cutting edge are curved by hitting the protrusions having two different sizes, but since the force is more strongly applied from the large protrusions, the chips are removed from the large protrusion side. Since the chip is smoothly discharged to the small protrusion side, the chip discharge direction is fixed, and in the traverse processing after grooving, either the large or small protrusion is in the vicinity of the side cutting edge and the rising position on the main cutting edge side is the main position. By being provided at an equal distance from the cutting edge, the projections contribute to the chip processing regardless of the traverse direction, so that the chips are reliably curved and cut, and the chips are entangled with the work material and the holder. Absent. As a result, in grooving processing and traverse processing, stable processing can be performed without any product damage or throwaway tip damage due to chip disposal defects.
また、前記すくい面において前記主切刃に連続して、ブレーカ溝が形成されており該ブレーカ溝のすくい角が一定であるとともに前記主切刃とブレーカ壁面との距離(ブレーカ幅)が大突起側から小突起側に向かうに従い大きくなることが、溝入れ加工時の切屑の排出方向を確実にコントロールし、より安定させることができるという点で望ましい。 Further, a breaker groove is formed continuously on the rake face to the main cutting edge, and a rake angle of the breaker groove is constant, and a distance (breaker width) between the main cutting edge and the breaker wall surface is large. Increasing from the side toward the small protrusion side is desirable in that the chip discharge direction during grooving can be reliably controlled and stabilized.
また、前記ブレーカ溝におけるすくい角が、大突起側から小突起側に向かうに従い大きくなることが、溝入れ加工時の切屑の排出方向を確実にコントロールし、より安定させることができるという点で望ましい。 In addition, it is desirable that the rake angle in the breaker groove increases as it goes from the large protrusion side to the small protrusion side in that the chip discharge direction during grooving can be reliably controlled and stabilized. .
本発明のスローアウェイチップによれば、溝入れ加工において、主切刃にて生成される切屑が二つの大きさの異なる突起に当たり湾曲されるが、大突起からより強く力をうけるため、切屑が大突起側から小突起側へとスムーズに排出されるので切屑排出方向が一定に定まるとともに、溝入れ加工後のトラバース加工においても、大小いずれかの突起が横切れ刃近傍に設けられていることにより、トラバース方向にかかわりなく突起が切屑処理に寄与するので切屑が確実に湾曲、切断されて、切屑が被削材やホルダに絡みつくことがない。その結果、溝入れ加工およびトラバース加工において、切屑処理の不具合による製品の損傷やスローアウェイチップの損傷がない安定した加工を行うことができる。 According to the throw-away tip of the present invention, in the grooving process, the chips generated by the main cutting edge are curved by hitting two different-sized protrusions, but since the force is applied more strongly from the large protrusions, the chips are Since the chip is smoothly discharged from the large protrusion side to the small protrusion side, the chip discharge direction is fixed, and in the traverse processing after grooving, either large or small protrusion is provided near the side cutting edge. The projections contribute to the chip treatment regardless of the traverse direction, so that the chips are surely bent and cut and the chips do not get tangled with the work material or the holder. As a result, in grooving processing and traverse processing, stable processing can be performed without any product damage or throwaway tip damage due to chip disposal defects.
以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1乃至図4は、本発明の実施形態を示すものであり、図1の(a)は本発明の第一の実施形態によるスローアウェイチップ刃先部の平面図、(b)は図1(a)の正面図、(c)は図1(a)の側面図であり、図2の(a)は第二の実施形態によるスローアウェイチップ刃先部の平面図、(b)は図2(a)の正面図、(c)は図2(a)の側面図であり、図3の(a)は第三の実施形態によるスローアウェイチップ刃先部の平面図、(b)は図3(a)の正面図、(c)は図3(a)の側面図であり、図4の(a)は図3(a)のA−A 断面図、(b)は図3(a)のB−B断面図である。 1 to 4 show an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view of a throw-away tip edge according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 (a) is a side view of FIG. 1 (a), FIG. 2 (a) is a plan view of a throw-away tip edge according to the second embodiment, and FIG. FIG. 3A is a side view of FIG. 2A, FIG. 3A is a plan view of a throw-away tip edge according to the third embodiment, and FIG. FIG. 4A is a side view of FIG. 3A, FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3A, and FIG. 4B is a side view of FIG. It is BB sectional drawing.
まず図1において、本発明の第一の実施形態によるスローアウェイチップ(以下、単にチップと略す。)1aは、切刃突出部11の先端正面側にある前逃げ面2と上面側にあるすくい面3との交差稜に主切刃4を具備し、前記切刃突出部11の両側面部にある横逃げ面5と前記すくい面3との交差稜に横切刃6を具備している。そして、前記すくい面3の前記主切刃4の近傍でかつ前記横切刃6の近傍となる位置、すなわち主切刃4と2つの横切刃6とが交わるそれぞれの角部に互いに大きさの異なる大突起7と小突起8が設けられている。このような構成のチップ1aを用いて溝入れ加工を行うと、主切刃4で生成された切屑が大突起7側で大きく持ち上げられ、小突起8側にねじれるように湾曲し、カールする方向付けがなされるので、結果的に切屑排出方向が一方向に安定し、切屑が被削材やホルダに絡みつくことがない。
First, referring to FIG. 1, a throw-away tip (hereinafter simply abbreviated as a tip) 1a according to a first embodiment of the present invention is a rake on the
次に、溝入れ加工後のトラバース加工について説明する。ここで、大突起7及び小突起8の立上り位置は、ともに主切刃4から等距離dの位置にある。したがって、溝入れ加工後のトラバース加工において、横送りの方向が左右いずれであっても、切屑は同じ位置で突起により持ち上げられ湾曲、分断されうる。すなわち、切り込み量が一定(d)の大きさ以上であれば、横切刃6で生成された切屑が左右いずれかの突起に当たり湾曲されるので、横送り方向にかかわりなく良好な切屑処理が得られることになる。
Next, traverse processing after grooving will be described. Here, the rising positions of the
また、本発明の第二の実施形態によるチップ1bは、図2(c)に示すように、すくい面3上にブレーカ溝9が一定のすくい角αで形成されている。そして、図2(a)に示すように、主切刃4とブレーカ壁面10との距離(ブレーカ幅、w)は大突起7側から小突起8側に向かうに従い大きくなっている。この構成により、主切刃4で生成された切屑が大突起7側で大きく持ち上げられ、小突起8側にねじれるように湾曲し、カールする方向付けがなされるが、切屑のねじれが不十分な状態ですくい面3後方に延びた場合に、大突起7側から小突起8側に向かうにつれて主切刃4との距離が大きくなるように形成されたブレーカ壁面10に切屑が当たることにより、先に大突起7側のブレーカ壁面10に当たるので、そこで切屑が持ち上げられ、切屑のねじれおよび一定方向への排出が促進される。
Further, in the
また、本発明の第三の実施形態によるチップ1cは、ブレーカ溝9におけるすくい角が、大突起7側から小突起8側に向かうに従い大きくなっている。つまり、図4に示すように、小突起8側の図3(a)のA−A断面におけるすくい角をβ、大突起7側の図3(a)のB−B断面におけるすくい角をγとしたとき、β>γの関係となっている。このとき、すくい角が小さくて切屑を詰まらせるようにして湾曲させるのでカール径を小さくすることができる大突起7側の方が、すくい面3による切屑の湾曲、切断効果は大きい。このすくい角が徐変するすくい面3と大突起7との相乗作用により、溝入れ加工における切屑の排出方向がより確実にコントロールできる。
Further, in the
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。例えば、大突起および小突起のサイズは、突起の高さ、幅、長さの少なくとも1つが異なるものであればよい。また、突起は3個以上設けたものでもよく、この場合、大突起および小突起以外の第3の突起は大突起と小突起との中間位置に存在していてもよく、または大突起および小突起の後方に並べたものであってもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was illustrated, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It cannot be overemphasized that it can be made arbitrary, unless it deviates from the objective of invention. For example, the size of the large protrusion and the small protrusion may be different as long as at least one of the height, width, and length of the protrusion is different. Further, three or more protrusions may be provided, and in this case, the third protrusions other than the large protrusions and the small protrusions may exist at an intermediate position between the large protrusions and the small protrusions, or the large protrusions and the small protrusions. It may be arranged behind the protrusion.
上述した本発明の第一から第三の実施形態によるサンプルNo.1、No.2、No.3を、表1に示す各種寸法で作製した。また、比較例として図5、図6、図7に示した従来のチップ形状を、サンプルNo.4、No.5、No.6として同じく表1に示す各種寸法で作製した。なお、主切刃の刃幅は4mmであり、表中、突起のサイズは、大突起の長さ=1.0mm、幅=0.8mm、高さ=0.2mm、小突起の長さ=0.6mm、幅=0.4mm、高さ=0.1mmとした。 Sample No. 1 according to the first to third embodiments of the present invention described above. 1, no. 2, no. 3 were prepared with various dimensions shown in Table 1. As a comparative example, the conventional chip shape shown in FIGS. 4, no. 5, no. 6 were prepared with various dimensions as shown in Table 1. In addition, the blade width of the main cutting edge is 4 mm, and in the table, the size of the protrusions is the length of the large protrusion = 1.0 mm, the width = 0.8 mm, the height = 0.2 mm, and the length of the small protrusion = 0.6 mm, width = 0.4 mm, and height = 0.1 mm.
得られたサンプルチップについて、下記条件で外径溝入れ加工並びに外径トラバース加工を行い、切屑処理状態を比較した。 About the obtained sample chip | tip, the outer diameter grooving process and the outer diameter traverse process were performed on the following conditions, and the chip disposal state was compared.
<加工条件1>
加工形態 外径溝入れ加工
被削材 SCM415
切削速度 V=150m/min
送り 0.2mm/rev
切削状態 湿式
結果は表1に示した。
<Processing condition 1>
Machining form outer diameter grooving work material SCM415
Cutting speed V = 150m / min
Feed 0.2mm / rev
Cutting state The wet results are shown in Table 1.
<加工条件2>
加工形態 外径トラバース加工
被削材 SCM415
切削速度 V=150m/min
切り込み 2.0mm
送り 0.2mm/rev
切削状態 湿式
結果は表1に示した。
Machining form Outer diameter traversing work material SCM415
Cutting speed V = 150m / min
Notch 2.0mm
Feed 0.2mm / rev
Cutting state The wet results are shown in Table 1.
表1の結果から明らかなように、本発明に従い、すくい面上の前記主切刃近傍でかつ前記2つの横切刃近傍となる2箇所に少なくとも互いに大きさの異なる大突起または小突起が設けられているとともに、前記突起の主切刃側の立上り位置が主切刃から等距離にあるような形状であるサンプルNo.1では、溝入れ加工においては切屑排出方向が一定方向に安定して排出されたことに加えて、左右どちらの方向へのトラバース加工においても突起が切屑処理に寄与して切屑が湾曲、分断された。さらにすくい面に形成されたブレーカ溝のすくい角が一定であるとともに前記主切刃とブレーカ壁面との距離が大突起側から小突起側に向かうに従い大きくなるような形状であるサンプルNo.2およびブレーカ溝におけるすくい角αが大突起側から小突起側に向かうに従い大きくなるような形状であるサンプルNo.3では、溝入れ加工において切屑排出方向がより一定方向に定まりやすく良好であった。 As is apparent from the results in Table 1, according to the present invention, at least two large protrusions or small protrusions having different sizes are provided in the vicinity of the main cutting edge on the rake face and in the vicinity of the two horizontal cutting edges. In addition, the sample No. 1 is shaped so that the rising position of the protrusion on the main cutting edge side is equidistant from the main cutting edge. In No. 1, in the grooving process, the chip discharge direction is stably discharged in a fixed direction, and in the traverse process in either the left or right direction, the protrusion contributes to the chip processing and the chip is bent and divided. It was. Further, the sample No. 1 has a shape in which the rake angle of the breaker groove formed on the rake face is constant and the distance between the main cutting edge and the breaker wall surface increases from the large protrusion side toward the small protrusion side. No. 2 and the sample No. 2 having a shape in which the rake angle α in the breaker groove increases from the large protrusion side to the small protrusion side. In No. 3, the chip discharge direction was easily determined in a certain direction in the grooving process, which was favorable.
これに対して、従来の主切刃の左右の位置に同じ大きさの突起を配した形状であるサンプルNo.4では、トラバース加工では良好な切屑排出性を示すものの溝入れ加工において切屑の排出方向が定まらず不安定であった。また主切刃の左右の一方のみに突起を具備した形状であるサンプルNo.5では、突起を具備しない方の横切刃を用いたトラバース加工で切屑が延び、切屑処理が悪かった。さらに主切刃の左右に突起を配するものの一方の突起の立上がり位置が主切刃から後退した位置にあるサンプルNo.6でも、突起が主切刃から遠い位置にある方の横切刃を用いたトラバース加工で突起が切屑処理に寄与せず、切屑が延びてしまった。 On the other hand, Sample No. which has a shape in which protrusions of the same size are arranged at the left and right positions of the conventional main cutting edge. In No. 4, the traverse processing showed good chip discharging performance, but the chip discharging direction was not determined in the grooving processing and was unstable. In addition, sample no. In No. 5, chips were extended by traverse processing using the side cutting blade having no protrusion, and the chip treatment was poor. In addition, although the protrusions are arranged on the left and right of the main cutting edge, the sample No. Even in No. 6, the protrusion did not contribute to the chip treatment in the traverse processing using the side cutting blade whose position is far from the main cutting edge, and the chip was extended.
1a スローアウェイチップ(第一の実施形態)
1b スローアウェイチップ(第二の実施形態)
1c スローアウェイチップ(第三の実施形態)
2 前逃げ面
3 すくい面
4 主切刃
5 横逃げ面
6 横切刃
7 大突起
8 小突起
9 ブレーカ溝
10 ブレーカ壁面
11 切刃突出部
21a 従来のスローアウェイチップ
21b 従来の別のスローアウェイチップ
21c 従来の別のスローアウェイチップ
24 主切刃
26 横切刃
27 大突起
28 小突起
d 主切刃と突起の立上がり位置との距離
w、wL、wR 主切刃とブレーカ壁面との距離(ブレーカ幅)
α、β、γ すくい角
1a Throw away tip (first embodiment)
1b Throw away tip (second embodiment)
1c Throw-away tip (third embodiment)
2
α, β, γ Rake angle
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